化工設備換熱器的常見腐蝕與防腐

化工設備換熱器的常見腐蝕與防腐

在石油、化工、能源、制藥等多個行業中，常用設備為換熱器。目前，國內投資于換熱器的使用占總投資的百分之三十，例如海水淡化工藝裝置、煉油廠等，換熱器的地位顯而易見。因此，我國還需重點研究換熱器理論、產品開發、技術新領域等多重層次，有效避免運行過程中所產生的各種問題，例如腐蝕等，本文從換熱器的常見腐蝕與防腐措施作為出發點，展開討論。

換熱器；防腐措施；化工設備；分析；問題

隨著我國科技水平持續提高，人們對換熱器的要求越來越高，但其面臨的腐蝕問題較為嚴峻，一般有三方面，例如應力腐蝕（負荷應力與熱應力導致）、水質方面的腐蝕、電化學腐蝕（沉積物的堆積）。繼而，由于化工設備換熱器的腐蝕的不同，需要采取相應的措施，加以應對，保證換熱器正常運行。下文首先分析熱交換器的內涵，對存在的化工設備換熱器的腐蝕問題研究相應的措施。

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1　熱交換器的內涵與化工設備換熱器的腐蝕問題分析

1.1簡析熱交換器與分類

熱交換器也叫換熱器，是一種能把熱冷流體種的某些能量互相之間傳輸于流體的化工設備。主要分為以下幾類，從熱量傳送的方法來看，有蓄熱式、間壁式以及混合式。從冷熱流體方向來看，保護錯流式、順流式、逆流式、混流式；從溫度來看，工況穩定，傳熱面上溫度和熱流不隨時間而發生變化，反之，不穩定工況，隨時間改變；從材料來看，分為陶瓷、金屬、玻璃等種類；從用途來看，有冷卻器、蒸發器及加熱器等。熱交換器常常在石油化工、鹽化工、煤化工及熱電廠中使用，且換熱器的使用量較大，因此，需要重視換熱器的腐蝕與防腐。熱交換器所觸碰的物質成分均十分復雜，繼而生產的時候，熱交換器的高流速、腐蝕性強、耐高壓（2500MPa）、耐高溫（約1000℃）等多種性質較為獨特，以致常出現沖刷泄露與腐蝕泄露現象。

1.2化工設備換熱器的腐蝕問題分析

從化工設備換熱器表面腐蝕來看，主要源于金屬構件和介質表面相對運動的速度，一旦速度過快則會腐蝕損壞一部分構件的表面。例如液體、含有顆粒的氣體等高速流體沖刷于傳熱面，所產生的壓力將近10MPa，導致換熱器金屬表面被剝蝕。此外振動也能磨損折流板管孔，常常呈現深谷、馬蹄凹槽形狀；從水來看，水是一種常用的熱交換介質，必然也會存在腐蝕，其原因為滲透的水汽、水PH值下降以及存在的溶解氧，但管道當中空氣過多是最有害的原因之一，一旦空氣過多，則不利于水循環，加上氧的存在，極易腐蝕化工設備換熱器。從材質及沉積物來看，市面上換熱器采用的有銅、不銹鋼、玻璃、石墨以及碳鋼等，碳鋼占大多數，其含有的錳、硅、磷等會導致生銹以及抗腐蝕性較差，繼而導致換熱器被腐蝕。此外，一旦介質出現滯留或不均勻的流動，易導致沉積物的形成，加上其具有不均勻不牢固不連續的特點，易產生裂縫，加上縫內外氧的不同而導致電化學的腐蝕。例如；陰極還原反應，還原為（酸溶液）等。

2　如何加強化工設備換熱器的防腐措施

2.1增加防腐涂料層

在增加防腐涂料層（或稱鍍層）方面，為了避免腐蝕介質直接接觸金屬表面，需要在表面涂抹一層保護層，以增加換熱器的抗腐蝕性。早期常使用高分子有機混合物溶液，如今漸漸采用高溫涂料、防溶劑涂料與進行防油、重防腐等處理。然而，不同廠家生產鍍鋅、滲鋁等涂層材料的質量參差不齊，無疑嚴重影響化工設備換熱器的正常運行，因此，需要重視產品的質量，進行合理選擇適合的防腐材料，才能有效防腐。金屬與無機涂層能在金屬和環境間形成屏障，避免換熱器被腐蝕，金屬涂層的施工方法有：蒸汽鍍、火焰噴涂、電鍍、熱浸和包鍍。無機涂層的施工方法有：化學轉化、滲鍍、噴涂，通常噴涂后進行高溫烘烤。金屬涂層具有可變形性的特點，而無機涂層很脆，金屬涂層與無機涂層均需要有完全隔離的特點，一旦存在微孔等不利缺陷，會因電偶效應而提高金屬局部腐蝕的速度。因此，防腐涂料的施工方面，需要注意以下方面，其一，質量上無漏涂、麻點、裂紋、針孔，表面光滑而平整，均勻的厚度。如果過厚，則十分不利于傳熱，導致漆膜發脆；其二，次數方面，面漆4層、2層底漆，每層厚度25至40μm；其二，涂層表面干后進烘房慢慢加熱而固化。自80℃開始逐漸升溫至160℃，2小時恒溫后自然降溫。

2.2定期維修服務

在定期維修服務方面，設備正常運行的過程中，需要依據實際環境情況而定期清洗、反清洗、化學清洗機器，從而保證換熱器因微生物繁殖、污垢而導致腐蝕，免于換熱器由于偏離過大的工況而影響機器溫度過高或流速過快，影響機器被腐蝕，不能正常運行。

總而言之，由于化工設備熱換器的使用范圍越來越廣，需要針對性分析其存在的腐蝕問題，積極進行相應的技術分析，探究安全、有效、可實施的防護措施，完善定期維修服務、增加防腐涂料層等，確保換熱器狀況良好，能夠正常使用。